[发明专利]一种均匀热成形模具型面水管流速的方法

说明书

本发明涉及热成型模具领域，具体的说是一种均匀热成形模具型面水管流速的方法。包括如下步骤：1）建立模型；2）流场分析；3）根据得到的型面水管的流速大小，选择流速较大的型面水管，改变流速较大的型面水管的连接水管的位置，根据需要执行步骤4或步骤5；4）将平均流速较大的型面水管的连接水管沿进水口主水道轴线方向移动连接水管，然后执行步骤6；5）将平均流速较大的型面水管的连接水管沿垂直于进水口主水道轴线防线移动连接水管，然后执行步骤6；6）对移动连接水管后的型面水管进行流畅仿真，得到最优方案；7）对得到的最优方案。本发明同现有技术相比，方法简单，使用方便，通过适当的优化之后，各水管流速标准差降低了大约86%，为后续模具设计提供参考。

技术领域

本发明涉及热成型模具领域，具体的说是一种均匀热成形模具型面水管流速的方法。

背景技术

高强度钢板目前满足了汽车轻量化的需求，且提高了汽车的安全性能，热冲压成形可以利用高强度钢板制造复杂的车身零部件，在现代汽车领域应用广泛。在成形件的冷却过程中，不同部位的冷却速度不同可能导致零件发生翘曲变形，开裂，从而影响成形零件的尺寸精度和质量。

针对热成型模具的冷却系统优化，国内一些专家学者对此问题进行了研究。具有代表性的是胡平教授研究的随形水管的参数化设计，改变了传统直孔加工方法，根据模具表面形状来设计冷却系统。其他一些专家学者均从管道物理参数出发，研究管道孔径，间距及水流速度等对成形件冷却的影响。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，设计一种均匀热成形模具型面水管流速的方法，针对热成型模具的冷却系统进行优化，将该型面水管的连接水管沿不同方向移动一定距离,达到改善模具冷却水管流速不均的目的。

为实现上述目的，设计一种均匀热成形模具型面水管流速的方法，其特征在于包括如下步骤：1)建立模型，建立简化的理想模具模型，提取理想模具模型的冷却系统，去除掉多余的部分利用hypermesh进行cfd网格划分；2)流场分析，采用k-e湍流模型，选取型面水管的中间截面，得到型面水管的流速大小，并计算型面上多条水管流速的平均值，即为型面水管的平均流速；3)根据得到的型面水管的流速大小，选择流速较大的型面水管，改变流速较大的型面水管的连接水管的位置，根据需要执行步骤4或步骤5；4)移动进水口侧的连接水管，将流速较大的型面水管的连接水管沿进水口主水道轴线方向移动连接水管，然后执行步骤6；5)移动进水口侧的连接水管，将流速较大的型面水管的连接水管沿垂直于进水口主水道轴线方向移动连接水管，然后执行步骤6；6)对移动连接水管后的型面水管进行流程仿真，与步骤2中得到的平均流速进行对比，若流速仍然大于平均流速，则根据模具尺寸和偏大的程度增加移动距离，再进行数值模拟，直至达到均匀，得到最优方案；7)对得到的最优方案，进行试验验证。

所述步骤1中理想模具模型中包括进水口主水道、出水口主水道、型面水管和连接水管，cfd的网格尺寸为2mm。

所述步骤4中每次移动的距离为1-5mm。

所述步骤7中试验验证的装置包括试验台，所述试验台的上方从左至右依次设有水管模型、霍尔脉冲计数器和电源，所述水管模型由型面水管、进水口主水道、连接水管和出水口主水道组成，所述进水口主水道和出水口主水道相互平行放置，进水口主水道和出水口主水道的上方设有六根型面水管，所述型面水管两端的下方分别设有一根连接水管，连接水管的一端连接型面水管，连接水管的另一端连接进水口主水道和出水口主水道；位于试验台左侧的地面上设有水桶，所述水桶内设有水泵，水泵通过胶管连接水管模型的进水口主水道，水管模型的出水口主水道通过另一胶管连接水桶。

所述胶管与水管模型的进水口主水道之间设有箍头，所述箍头上设有压力表。